DE1476050B1 - Process for casting light metal pistons - Google Patents

Process for casting light metal pistons

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DE1476050B1
DE1476050B1 DE19651476050 DE1476050A DE1476050B1 DE 1476050 B1 DE1476050 B1 DE 1476050B1 DE 19651476050 DE19651476050 DE 19651476050 DE 1476050 A DE1476050 A DE 1476050A DE 1476050 B1 DE1476050 B1 DE 1476050B1
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light metal
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Hutto Frank Chase
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Description

1 21 2

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gießen Risse erhalten, durch welche die Leichtmetallauflagen von Leichtmetallkolben für Brennkraftmaschinen, die selbsttätig von dem Kolbenkopfteil getrennt werden aus einem die Kolbenringnuten tragenden Kolben- und einen axialen Abstand erhalten,The invention relates to a method for casting cracks obtained through which the light metal supports of light metal pistons for internal combustion engines, which are automatically separated from the piston head part obtained from a piston and an axial distance bearing the piston ring grooves,

kopfteil aus Leichtmetall bestehen, an dem die Der wesentliche Vorteil dieses erfindungsgemäßen Lagerteile für den Kolbenbolzen sitzen, sowie einem 5 Verfahrens besteht, da der dickwandige Kolbenkopf Kolbenschaft aus dichterem Material mit niedrigerem über nur dünne Stege mit den Leichtmetallauflagen Wärmeausdehnungskoeffizienten, der in die Lager- des Kolbenmantels in Verbindung steht, darin, daßHeadboard made of light metal, on which the The main advantage of this invention Bearing parts for the piston pin sit, as well as a 5 procedure, as the thick-walled piston head Piston skirt made of denser material with a lower one over only thin webs with the light metal coatings Thermal expansion coefficient, which is related to the bearing of the piston skirt, in that

teile für den Kolbenbolzen eingebettet ist und bei beim Abkühlen des gegossenen Leichtmetalls dieparts for the piston pin is embedded and when the cast light metal cools down

denen die Laufflächen des Kolbenmantels mit Leicht- Stege infolge der unterschiedlichen Wärmedehnungwhich the running surfaces of the piston skirt with light webs due to the different thermal expansion

metallauflagen versehen sind, die einen axialen Ab- io des für den Kolbenmantel benutzten Stahlblechesmetal supports are provided which have an axial ab- io of the steel sheet used for the piston skirt

stand von dem Kolbenkopfteil haben und von den und des Leichtmetalls des Kolbenkopfes Risse er-stood from the piston head part and cracked the and the light metal of the piston head

Lagerteilen für den Kolbenbolzen in Umfangs- halten, so daß sich selbsttätig eine Trennung derKeep bearing parts for the piston pin in the circumference, so that there is an automatic separation of the

richtung getrennt sind. Leichtmetallauflagen von dem Kolbenkopfteil ergibt.direction are separated. Light metal supports from the piston head part results.

Die Verwendung von Leichtmetallen bei der Her- Zu diesem Zweck ist also eine besondere BearbeitungThe use of light metals in the manufacture of the For this purpose is therefore a special processing

stellung von Kolben wirft eine Anzahl von Pro- 15 nicht erforderlich, und es ist auch nicht notwendig,position of piston raises a number of pro- 15 not required, nor is it necessary

blemen auf. Die üblicherweise verwendeten Leicht- die Leichtmetallauflagen gesondert anzubringen,bloom. The light metal pads usually used to attach the light metal pads separately,

metalle haben einen hohen Wärmeausdehnungs- Weiterhin lassen sich mit dem erfindungsgemäßenmetals have a high thermal expansion. Furthermore, with the inventive

koeffizienten sowie einen hohen Wärmeleitkoeffizien- Verfahren Kolben einfach und schnell herstellen,coefficients as well as a high thermal conductivity process to produce pistons easily and quickly,

ten. Der Zylinder, in welchem der Kolben bewegt wobei eine Nachbearbeitung der Kolben vermiedenth. The cylinder in which the piston moves, avoiding post-processing of the piston

wird, besteht üblicherweise aus Gußeisen, das einen 20 wird.is usually made of cast iron that turns 20.

geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist. Die Zeichnungen stellen ein Ausführungsbeispielhas a low coefficient of thermal expansion. The drawings represent an embodiment

Damit dehnen sich der Kolben und der Zylinder un- der Erfindung dar. Es zeigtThus, the piston and the cylinder expand in the invention. It shows

gleichmäßig aus. Da bei ansteigender Temperatur F i g. 1 eine Seitenansicht eines Kolbens für eineevenly. Since with increasing temperature F i g. 1 is a side view of a piston for a

der Kolbendurchmesser schneller zunimmt als die Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung,the piston diameter increases faster than the internal combustion engine according to the invention,

Zylinderbohrung, muß der Kolben bei kalter Ma- 25 F i g. 2 einen Längsschnitt durch den Kolben nachCylinder bore, the piston must be 25 F i g. 2 shows a longitudinal section through the piston

schine lose in die Zylinderbohrung eingepaßt wer- F i g. 1 in einer senkrecht zur KolbenbolzenachseThe machine can be fitted loosely into the cylinder bore. 1 in a perpendicular to the piston pin axis

den, um ein Festfressen des Kolbens bei Betriebs- , liegenden Ebene,the, to prevent seizing of the piston at operating, horizontal plane,

temperatur zu vermeiden. Der lose eingepaßte F i g. 3 einen teilweisen Längsschnitt längs dertemperature to avoid. The loosely fitted Fig. 3 shows a partial longitudinal section along the

Kolben erzeugt ein nachteiliges Geräusch, welches Kolbenbolzenachse,Piston generates an adverse noise, which piston pin axis,

als »Kolbenticken« bekannt ist. 30 F i g. 4 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV inknown as "piston ticking". 30 Fig. 4 shows a cross section along the line IV-IV in FIG

Um das Kolbenticken zu vermindern und um eine F i g. 2,In order to reduce the piston ticking and to provide a F i g. 2,

Wölbung des Kolbens innerhalb der Zylinderbohrung F i g. 5 einen Querschnitt nach der Linie V-V inCurvature of the piston within the cylinder bore F i g. 5 shows a cross section along the line V-V in FIG

zu ermöglichen, wurde vorgeschlagen, Einsätze in F i g. 3,to enable, it has been proposed to use inserts in FIG. 3,

den Kolben einzugießen, um die Wärmeausdehnung F i g. 6 einen Längsschnitt nach der Linie VI-VI inpour the flask to reduce thermal expansion F i g. 6 shows a longitudinal section along the line VI-VI in

zu vermindern oder zu vermeiden. Die Verwendung 35 Fig. 1,to reduce or avoid. The use 35 Fig. 1,

derartiger Einsätze erhöht indessen den Herstellungs- F i g. 7 eine Einzelheit eines Längsschnittes entpreis des Kolbens. Weiterhin müssen solche Einsätze sprechend F i g. 2 in größerer Darstellung,
genau in der Kolbenform eingesetzt werden, wenn F i g. 8 eine Draufsicht auf den inneren Kolbender Kolben gegossen wird, und es muß zusätzliches mantel des Kolbens nach Fig. 1,
Kolbenmaterial verwendet werden, um den Einsatz 40 F i g. 9 eine Vorderansicht des inneren Kolbenzu halten. mantels,
Such inserts, however, increase the manufacturing efficiency. 7 shows a detail of a longitudinal section out of the price of the piston. Furthermore, according to FIG. 2 in a larger representation,
are used exactly in the piston shape if F i g. 8 is a plan view of the inner piston of the piston is cast, and there must be an additional jacket of the piston of FIG.
Piston material used to make the insert 40 F i g. Figure 9 is a front view of the inner piston hold. coats,

Weiterhin ist es allgemein üblich, bei der Her- F i g. 10 eine Seitenansicht des inneren Kolbenstellung von Leichtmetallkolben einen Umfangsschlitz mantels.Furthermore, it is common practice in the manufacture of F i g. 10 is a side view of the piston inner position of light metal pistons a circumferential slot jacket.

zwischen der unteren Kante des Kolbenkopfes und In F i g. 1 bis 5 ist ein Leichtmetallkolben 11 geder oberen Kante des an der Zylinderwand anliegen- 45 maß der Erfindung gezeigt, welcher aus einer AIuden Kolbenmantels einzuarbeiten. Diese Schlitze miniumlegierung oder einem anderen Leichtmetall trennen den Mantel axial vom Kolbenkopf. Ein hergestellt ist. Die Innenfläche des Leichtmetallwesentlicher Nachteil besteht darin, daß dieser zu- kolbens 11 ist so ausgebildet, daß der Kolben unter sätzliche Bearbeitungsvorgang kostspielig ist. Bei Verwendung eines einzigen Dauerkernes gegossen einem bekannten Kolben (britische Patentschrift 50 werden kann.between the lower edge of the piston head and In F i g. 1 to 5 is a light metal piston 11 geder The upper edge of the invention, which is in contact with the cylinder wall, consists of an alu Incorporate the piston skirt. These slots are made of minium alloy or some other light metal axially separate the jacket from the piston head. One is established. The inner surface of the light metal essential The disadvantage is that this closed piston 11 is designed so that the piston is below additional machining process is costly. Cast when using a single permanent core a known piston (British patent 50 can be.

181 765) werden auf den aus Stahlblech gefertigten Der Leichtmetallkolben 11 weist einen Kopf 12 Kolbenmantel Aluminiumbleche angenietet. Dieses mit einer ebenen Stirnfläche 13 auf, die von einem Verfahren ist indessen sehr kompliziert und technisch zylindrischen, die Kolbenringe enthaltenden Kolbenaufwendig, so daß sich als weiterer Nachteil ein kopfteil 14 begrenzt ist. In dem Kolbenkopfteil 14 relativ hoher Herstellungspreis für den Kolben er- 55 sind eine blinde Umfangsnut 15 und erste und zweite gibt. Ringnuten 16 und 17 vorgesehen, welche Ver-181 765) are attached to the light metal piston 11, which is made of sheet steel, has a head 12 Piston skirt riveted to aluminum sheets. This with a flat end face 13, which is of a The process is very complicated and technically cylindrical piston containing the piston rings, so that a head part 14 is limited as a further disadvantage. In the piston head part 14 A relatively high production price for the piston 55 is a blind circumferential groove 15 and first and second gives. Annular grooves 16 and 17 are provided, which

Die Erfindung hat sich nun zur Aufgabe gestellt, dichtungsringe aufnehmen können. Am unteren Ende ein Verfahren zum Gießen von Leichtmetallkolben des Kolbenkopfteils 14 ist eine ölringnut 18 für der eingangs umrissenen Art zu schaffen, bei einen Ölabstreifring angeordnet. Von dem Kolbenweichem nach Einsetzen des Kolbenmantels in die 60 kopfteil 14 weisen an gegenüberliegenden Seiten des Gießform der Kolben mit den Leichtmetallauflagen Leichtmetallkolbens 11 Kolbenbolzenaugen 19 und für den Kolbenschaft in einem Stück fertig gegossen 20 abwärts, welche die Form von Pyramidenwird, so daß für die Herstellung des Kolbens kein stumpfen aufweisen, um eine Dauergußform für den weiterer Arbeitsgang erforderlich ist. Kolben 11 verwenden zu können. In den Kolben-The invention has now set itself the task of being able to accommodate sealing rings. At the bottom a method for casting light metal pistons of the piston head part 14 is an oil ring groove 18 for To create the type outlined above, arranged at an oil control ring. From the butt soft thing after inserting the piston skirt in the 60 head part 14 point on opposite sides of the Casting mold of the pistons with the light metal supports, light metal pistons 11, piston pin bosses 19 and for the piston skirt, cast in one piece, 20 downwards, which becomes the shape of pyramids, so that for the production of the piston no blunt to a permanent casting mold for the further work is required. To be able to use piston 11. In the piston

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß 65 bolzenaugen 19 und 20 sind miteinander fluchtende die Leichtmetallauflagen mit dem Kolbenkopf teil Kolbenbolzenlager 21 und 22 für einen nicht darüber dünne Stege in Verbindung gebracht werden, gestellten Kolbenbolzen vorgesehen, welcher den die beim Abkühlen des gegossenen Leichtmetalls Leichtmetallkolben 11 mit einer Pleuelstange ver-This is achieved according to the invention in that 65 bolt eyes 19 and 20 are aligned with one another the light metal supports with the piston head part of piston pin bearings 21 and 22 for a not about it thin webs are connected, provided piston pin provided which the when the cast light metal cools, the light metal pistons 11 are connected to a connecting rod

bindet. Es können auch Schmiernuten 23 in den Kolbenbolzenaugen 19 und 20 vorgesehen sein.binds. Lubrication grooves 23 can also be provided in the piston pin bosses 19 and 20.

An diametral gegenüberliegenden Seiten des Leichtmetallkolbens 11 sind zwei Gleitschuhe 24 und 25 angebracht. Die Gleitschuhe 24 und 25 weisen an der Zylinderwand anliegende Leichtmetallauflagen 26 und 27 auf, welche sich zwischen den Kolbenbolzenaugen 19 und 20 erstrecken. Die äußeren Flächen der Kolbenbolzenaugen 19 und 20 sind gegenüber dem Kolbenkopfteil 14 und den Leichtmetallauflagen 26 und 27 (F i g. 5) radial einwärts vertieft, so daß lediglich die Leichtmetallauflagen 26 und 27 der Gleitschuhe 24, 25 mit der Zylinderwand in Berührung kommen können.On diametrically opposite sides of the light metal piston 11 are two sliding shoes 24 and 25 appropriate. The sliding shoes 24 and 25 have light metal supports resting on the cylinder wall 26 and 27, which extend between the piston pin bosses 19 and 20. The outer ones Areas of the piston pin bosses 19 and 20 are opposite the piston head part 14 and the light metal supports 26 and 27 (FIG. 5) recessed radially inwards, so that only the light metal supports 26 and 27 of the sliding shoes 24, 25 can come into contact with the cylinder wall.

Dünne, gewölbte Stege 28 und 29 (F i g. 2 und 7) verbinden die oberen Enden der Gleitschuhe 24 und 25 mit dem Kolbenkopfteil 14, wobei bearbeitete obere Flächen 31 und 32 dieser Gleitschuhe die untere Flanke der Ölringnut 18 bilden. Ausgerundete Ausnehmungen 33 am Umfang der Stege 28 und 29 trennen die Gleitschuhe 24,25 von den Kolbenbolzenaugen 19 und 20. Diese Ausnehmungen 33 ermöglichen auch, daß das Öl, welches durch den Ölabstreifring von der Zylinderwand abgewischt wird, von der Ölringnut 18 in das Kurbelgehäuse zurückgelangen kann.Thin, arched webs 28 and 29 (FIGS. 2 and 7) connect the upper ends of the sliding blocks 24 and 25 with the piston head part 14, with machined upper surfaces 31 and 32 of these sliding shoes the Form the lower flank of the oil ring groove 18. Rounded recesses 33 on the circumference of the webs 28 and 29 separate the sliding shoes 24, 25 from the piston pin bosses 19 and 20. These recesses 33 make it possible also that the oil, which is wiped off the cylinder wall by the oil control ring, can get back from the oil ring groove 18 in the crankcase.

Die an der Zylinderwand anliegenden Leichtmetallauflagen 26 und 27 der Gleitschuhe 24 und 25 enden an jeder Seite mit je einer Kante 34, die mit den Ausnehmungen 33 fluchten und am Umfang von den Kolbenbolzenaugen 19 und 20 im Abstand angeordnet sind. Die Gleitschuhe 24 und 25 werden von den Kolbenbolzenaugen 19 und 20 mittels eines inneren Kolbenmantels 35 getragen, der im einzelnen in F i g. 8 bis 10 dargestellt ist.The light metal supports 26 and 27 of the sliding shoes 24 and 25 resting on the cylinder wall end on each side with an edge 34 which is aligned with the recesses 33 and on the circumference of the piston pin bosses 19 and 20 are arranged at a distance. The sliding shoes 24 and 25 are carried by the piston pin bosses 19 and 20 by means of an inner piston skirt 35, which in detail in Fig. 8 to 10 is shown.

Der innere Kolbenmantel 35 besteht aus zwei Stahlblechteilen mit sich überlappenden Enden 36 und 37. Diese Enden 36 und 37 sind durch Punktschweißung oder in anderer Weise miteinander befestigt. Der Kolbenmantel 35 besteht aus zwei sich gegenüberliegenden Abschnitten 38 und 39, die in Ebenen liegen, welche senkrecht zur Achse der Kolbenbolzenlager 21 und 22 verlaufen. Größere öffnungen 41 und 42 in den Abschnitten 38 und 39 sind koaxial zu den Kolbenbolzenlagern 21 und 22 angeordnet. Die Öffnungen 41 und 42 haben einen größeren Durchmesser als die Kolbenbolzenlager 21 und 22. Laschen 43 und 44 können über den Öffnungen 41 und 42 vorgesehen sein.The inner piston skirt 35 consists of two sheet steel parts with overlapping ends 36 and 37. These ends 36 and 37 are attached to one another by spot welding or in some other way. The piston skirt 35 consists of two opposing sections 38 and 39, which are shown in FIG Planes lie which run perpendicular to the axis of the piston pin bearings 21 and 22. Bigger ones Openings 41 and 42 in sections 38 and 39 are coaxial with piston pin bearings 21 and 22 arranged. The openings 41 and 42 have a larger diameter than the piston pin bearings 21 and 22. Tabs 43 and 44 may be provided over openings 41 and 42.

Am äußeren Ende sind die Abschnitte 38 und 39 des einen Stahlblechteils durch einen gleichmäßig gewölbten Abschnitt 45 miteinander verbunden, der eine sich allmählich vergrößernde Länge aufweist (F i g. 10). Der gewölbte Abschnitt 45 ist mit einer Anzahl Durchbrechungen 46 versehen. Die äußeren Enden der Abschnitte 38 und 39 des anderen Stahlblechteils sind gleichfalls durch einen gleichmäßig gewölbten Abschnitt 47 miteinander verbunden, der dem Abschnitt 45 entspricht und ebenfalls eine Anzahl Durchbrechungen 48 aufweist.At the outer end, the sections 38 and 39 of one sheet steel part are uniformly curved Section 45 connected to one another, which has a gradually increasing length (Fig. 10). The curved section 45 is provided with a number of perforations 46. The outer ones Ends of the sections 38 and 39 of the other sheet steel part are also evenly through one curved section 47 connected to each other, which corresponds to the section 45 and also a number Has openings 48.

Wenn der Leichtmetallkolben 11 gegossen wird, wird der innere Kolbenmantel 35 in die Gußform eingesetzt und mit dem Gußmetall, welches den Kolbenkopfteil 14, die Kolbenbolzenaugen 19 und 20 sowie die Leichtmetallauflagen 26 und 27 bildet, vergössen. Das geschmolzene Leichtmetall fließt durch die Durchbrechungen 46 und 48 in den gewölbten Abschnitten 45 und 47, wie dies bei 49 (F i g. 2 und 7) dargestellt ist, und verankert die Leichtmetallauflagen 26 und 27 der Gleitschuhe 24 und 25 an dem inneren Kolbenmantel 35. Die Leichtmetallauflagen 26 und 27 erstrecken sich über die volle Länge der gewölbten Abschnitte45 und 47 (Fig. 5) und können sich zum Teil auch in die Abschnitte 38 und 39 erstrecken. Es ist indessen wichtig, daß die Kanten 34 der Gleitschuhe 24 und 25 von den Kolbenbolzenaugen 19 und 20 am Umfang einen Abstand aufweisen.When the light metal piston 11 is cast, the inner piston skirt 35 is in the mold used and with the cast metal, which the piston head part 14, the piston pin bosses 19 and 20 as well as the light metal pads 26 and 27 forms, encapsulated. The melted light metal flows through the openings 46 and 48 in the curved sections 45 and 47, as shown at 49 (FIG. 2 and 7) and anchors the light metal supports 26 and 27 of the sliding shoes 24 and 25 the inner piston skirt 35. The light metal supports 26 and 27 extend over the full Length of the arched sections 45 and 47 (Fig. 5) and can in part also extend into the sections 38 and 39 extend. It is important, however, that the edges 34 of the sliding blocks 24 and 25 of the Piston pin bosses 19 and 20 are spaced apart on the circumference.

Wenn das geschmolzene Leichtmetall rund um den inneren Kolbenmantel 35 eingegossen wird, wird der Kolbenmantel 35 aufgeheizt und dehnt sich aus. Wenn das Leichtmetall sich abkühlt, so zieht sich der gesamte Kolben zusammen. Das Leichtmetall des Kopfes 12 schrumpft mehr als der Stahl des inneren Kolbenmantels 35, und zwar infolge des unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Die Leichtmetallauflagen 26 und 27 werden von dem Kolbenmantel 35 an der Zusammenziehung gehindert. Das unterschiedliche Ausmaß der Wärmeschrumpfung beim Kolbenmantel 35 und dem daneben liegenden Kopf 12 läßt einen Bereich hoher Spannungen entstehen. Entweder gleich nach der Abkühlung oder bei Einarbeitung der Ölringnut 18 in den Leichtmetallkolben 11 treten Risse 51 (F i g. 2 und 7) in dem Bereich der dünnen Stege 28 und 29 auf, die zunächst die Leichtmetallauflagen 26 und 27 mit dem Kopf 12 verbunden haben. Die Risse 51 bewirken, daß die Leichtmetallauflagen 26 und 27 axial von dem Kopf 12 abgetrennt weiden.When the molten light metal is poured around the inner piston skirt 35, the Piston skirt 35 is heated and expands. When the light metal cools down, it pulls itself the entire flask together. The light metal of the head 12 shrinks more than the steel of the inner one Piston skirt 35, due to the different coefficient of thermal expansion. The light metal pads 26 and 27 are prevented from being contracted by the piston skirt 35. The different degrees of heat shrinkage in the case of the piston skirt 35 and the head 12 lying next to it, a region of high stresses can arise. Either immediately after cooling or when the oil ring groove 18 is worked into the light metal piston 11 cracks 51 (FIGS. 2 and 7) occur in the area of the thin webs 28 and 29, which first connected the light metal supports 26 and 27 to the head 12. The cracks 51 cause that the light metal supports 26 and 27 are axially separated from the head 12.

Wenn der Leichtmetallkolben 11 in einer Brennkraftmaschine arbeitet, so wird er rasch erhitzt. Der Kopf 12 dehnt sich infolge seines hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten rasch aus. Diese Ausdehnung ist in allen radialen Richtungen gleich. Die radiale Ausdehnung überträgt sich nicht auf die Leichtmetallauflagen 26 und 27, weil diese vom Kopf 12 durch die Risse 51 axial getrennt sind. Der niedrigere Wärmeausdehnungskoeffizient des Kolbenmantels 35 trägt außerdem dazu bei, daß die axiale Ausdehnung der Leichtmetallauflagen 26 und 27 verzögert wird, wobei letztere außerdem mit dem inneren Kolbenmantel 35 als bimetallisches Element zusammenwirken. Die äußeren Kanten 34 der Leichtmetallauflagen 26 und 27 krümmen sich bei der Erhitzung von der Zylinderwand aus nach innen und machen ein exzentrisches Schleifen der Mantelflächen unnötig.When the light metal piston 11 works in an internal combustion engine, it is heated quickly. Of the Head 12 expands rapidly due to its high coefficient of thermal expansion. This expansion is the same in all radial directions. The radial expansion is not carried over to the Light metal supports 26 and 27, because these are axially separated from the head 12 by the cracks 51. Of the lower coefficient of thermal expansion of the piston skirt 35 also contributes to the axial Expansion of the light metal pads 26 and 27 is delayed, the latter also with the inner piston skirt 35 cooperate as a bimetallic element. The outer edges 34 of the light metal pads 26 and 27 curve inward and from the cylinder wall when heated make eccentric grinding of the outer surfaces unnecessary.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zum Gießen von Leichtmetallkolben für Brennkraftmaschinen, die aus einem die Kolbenringnuten tragenden Kolbenkopfteil aus Leichtmetall bestehen, an dem die Lagerteile für den Kolbenbolzen sitzen, sowie einem Kolbenmantel aus dichterem Material mit niedrigerem Wärmeausdehnungskoeffizienten, der in die Lagerteile für den Kolbenbolzen eingebettet ist und bei denen die Laufflächen des Kolbenmantels mit Leichtmetallauflagen versehen sind, die einen axialen Abstand von dem Kolbenkopfteil haben und die von den Lagerteilen für den Kolbenbolzen in Umfangsrichtung getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Leichtmetallauflagen (26, 27) mit dem Kolben-Process for casting light metal pistons for internal combustion engines, which consist of a die Piston head part bearing the piston ring grooves are made of light metal, on which the bearing parts for the piston pin sit, as well as a piston skirt made of denser material with lower Coefficient of thermal expansion that is embedded in the bearing parts for the piston pin and in which the running surfaces of the piston skirt are provided with light metal supports that have an axial distance from the piston head part and that of the bearing parts for the Piston pins are separated in the circumferential direction, characterized in that the light metal supports (26, 27) with the piston kopfteil (14) über dünne Stege (28, 29) in Verbindung gebracht werden, die beim Abkühlen des gegossenen Leichtmetalls Risse (51) erhalten, durch die die Leichtmetallauflagen (26, 27) selbsttätig von dem Kolbenkopfteil (14) getrennt werden und einen axialen Abstand erhalten.head part (14) via thin webs (28, 29) in connection are brought, which get cracks (51) when the cast light metal cools, by which the light metal supports (26, 27) are automatically separated from the piston head part (14) and get an axial distance. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
DE19651476050 1964-03-20 1965-02-15 Process for casting light metal pistons Pending DE1476050B1 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT258071B (en) * 1964-02-06 1967-11-10 Brown Tractors Ltd Hydraulic motor
GB8309832D0 (en) * 1983-04-12 1983-05-18 Ae Plc Pistons and castings

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB181765A (en) * 1921-11-11 1922-06-29 Rene William Pradier Improvements in pistons for internal combustion engines
US1790230A (en) * 1927-05-04 1931-01-27 Horace E Deputy Piston
DE579345C (en) * 1929-05-15 1933-06-24 Elektronmetall G M B H Piston with light metal head and iron shaft
GB510404A (en) * 1938-05-03 1939-08-01 Bernhard Berghaus Improvements in and relating to light metal pistons and coatings therefor

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB393076A (en) * 1932-05-18 1933-06-01 Wilhelm Schiep Improvements in or relating to pistons, more particularly for use with internal combustion engines
US2238087A (en) * 1938-05-16 1941-04-15 Sterling Corp Piston

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB181765A (en) * 1921-11-11 1922-06-29 Rene William Pradier Improvements in pistons for internal combustion engines
US1790230A (en) * 1927-05-04 1931-01-27 Horace E Deputy Piston
DE579345C (en) * 1929-05-15 1933-06-24 Elektronmetall G M B H Piston with light metal head and iron shaft
GB510404A (en) * 1938-05-03 1939-08-01 Bernhard Berghaus Improvements in and relating to light metal pistons and coatings therefor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016225934A1 (en) * 2016-12-22 2018-06-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Die-cast component
US11203061B2 (en) 2016-12-22 2021-12-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Die cast component

Also Published As

Publication number Publication date
US3213766A (en) 1965-10-26

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